FI73616B - Anordning vid robotmanipulator. - Google Patents

Description

1 73616

Robottimanipulaattorin laite Tänän keksinnön kohteena on sellainen robottimanipulaattorin laite, jossa on kääntyvään jalustaan pyörivästi 5 tuettu moninivelinen manipulaatiovarsi ja jossa manipulaa-tiovarren etuosa on yhdistetty pyörivästi kolmipisteliitok-sella manipulaattorivarren takana olevaan osaan siten, että manipulaatiovarren etuosa voi pyöriä määrättyyn kulmaan kaikissa mahdollisissa suunnissa manipulaatiovarren 10 takana olevan osan suhteen kahden pitkittäin siirrettävän, pääasiassa yhdensuuntaisen sauvan avulla, joiden toinen pää on kiinnitetty pyörivästi manipulaatiovarren etuosaan ja jotka muodostavat mainitun kolmipisteliitoksen pisteistä kaksi, kun taas kolmannen pisteen muodostaa vleisnivel-15 liitos ja jossa laitteessa manipulaatiovarren työkalunpidin-tä ohjaa hydraulinen servosylinterijärjesteinä. Tämmöiset robottimanipulaattorit saavat liikemalliensa ohjelmoinnin siten, että jokin henkilö tarttuu manipulaatiovarteen ja ohjaa sitä halutussa liikemallissa, jonka robottimanipu-20 laattori voi sitten toistaa automaattisesti.

Tällaisissa tunnetuissa robottimanipulaattoreissa on suurena haitta se, että henkilön on vaikea liikuttaa käsin manipulaatiovartta halutulla tarkkuudella ohjelmoinnin aikana. Tähän on osaksi syynä se, että manipulaa-25 tiovarsi on suhteellisen raskas siksi, että sen eri varsi-osiin on asennettu manipulaatiovartta liikuttavia hydraulisia servosylintereitä ja osaksi syynä on robottimanipulaattorin hydraulisten sylinterien männanvärren ja männänvar-ren tiivisteen välinen suhteellisen suuri kitka.

30 Edellä mainittua haittaa on aikaisemmin yritetty korjata omalla passiivisella ohjelmointivarrella, jossa on pieni massa ja kitka. Tallentamalla ohjelmointivarren liikkeet ns. tietolevylle tai vastaavalle magneettiselle tallennusvälineelle voi robottimanipulaattori tehdä 35 samat liikkeet, kun sitä ohjaa sama tietolevy.

2 73616

Oman ohjelmointivarren haittana on kuitenkin robotti-manipulaattorin kalleus, jonka oma ohjelmointivarsi aiheuttaa. Oman ohjelmointivarren toisena haittana on se, että se vaatii tarkasti samanlaisen työkalun sijoituksen manipu-5 laatiovarteen ja ohjelmointivarteen ja tämä on käytännössä osoittautunut tuottavan vaikeuksia.

Tämmöisten tunnettujen robottimanipulaattorien toisena haittana on se, että paikoitusjärjestelmän ratkaisua niissä eri servojärjestelmissä, jotka ohjaavat robottimani-10 pulaattorin pyörimisliikkeitä ei voida siirtää verrannollisesti manipulaatiovarren työalueelle siitä syystä, että hydraulisten servosylintereiden lineaariset liikkeet on muunnettava pyörimisliikkeiksi, mikä seikka aiheuttaa ohjelmoitujen liikemallien toiston tarkkuuden pienenemisen.

15 Tämmöisten tunnettujen robottimanipulaattorien haittana on vielä se, että manipulaatiovarren etuosa ja männänvarren välisenä yhteytenä hyrauliseen servosylinte-riin, joka liikuttaa etuosaa manipulaatiovarren takana olevan osan suhteen, on kuulanivelliitos, joka on kallis 20 ja jota on vaikea saada tarpeeksi tarkaksi tähän tarkoitukseen, samalla kun kuulanivelen liikkeenulottuma on rajoitettu.

Tämmöisten tunnettujen robottimanipulaattorien erästä haittaa edustaa vielä vähemmän tarkoituksenmukainen 25 laite, edellä mainittujen männävarsien kiertymisen estämiseksi toistensa suhteen siirtymisen aikana.

Haitta, joka johtuu hydraulisista servosylintereistä, jotka on sijoitettu tämmöisten tunnettujen robottimanipulaattorien manipulaatiovarteen, on se, että hydraulisesta 30 järjestelmästä lähtevä öljytippa voi olla hyvin haitallinen yksittäisissä tilanteissa, esimerkiksi ruokatavaroita käsiteltäessä.

Keksinnön päämääränä on aikaansaada edellä mainitun kaltainen robottimanipulaattori, jossa ei ole omaa ohjel-35 mointivartta ja josta edellä mainitut muut haitat on eliminoitu siten, että henkilö voi helposti liikuttaa mani-pulaatiovartta käsin halutulla tarkkuudella robottimani-

Il .

7361 6 pulaattorin liikemalleja ohjelmoitaessa.

Keksinnön toisena päämääränä on aikaansaada robot-timanipulaattori, jossa robottimanipulaattorin servomeka-nismeissaon lähes samanlainen paikoitusjärjestelmän ha-5 jonta koko robottimanipulaattorin liikkuma-alueella niin, että robottimanipulaattori voi toistaa ohjelmoidut liikkeet hyvin suurella tarkkuudella.

Keksinnön päämäärät saavutetaan niillä ominaisuuk-slla, jotka on ilmoitettu oheistetuissa patenttivaatimuk-10 sissa.

Keksinnön suoritusmuotoesimerkki on esitetty piirustuksissa, joissa kuvio 1 esittää kaaviollisesti keksinnön mukaisella laitteella varustetun robottimanipulaattorin perspektii-15 vistä periaatepiirrosta, kuvio 2 esittää kaaviollisesti ja sivulta katsottuna mekaanista järjestelyä robottimanipulaattorin jalustaan kiinteästi asennetun hydraulisen servosylinterin liikkeiden siirtämiseksi robottimanipulaattorin manipulaatio-20 varren pitkittäin siirrettävään sauvaan, joka sauva osallistuu manipulaatiovarren etuosan liikkeiden ohjaamiseen, kuvio 3 esittää osittain leikattuna ja sivulta katsottuna manipulaatiovarren etuosaa, jossa on keksinnön mukainen laite, 25 kuvio 4 esittää kuviossa 3 esitetyn manipulaatio- varren samaa osaa ylhäältä katsottuna, kuvio 5 esittää kaaviollisesti ja osittain leikattuna laitteen mitä tahansa robottimanipulaattorin hydraulista servosvlinteriä ja siihen kuuluvaa järjestelmää pyöri-30 vään akseliin saakka, johon servosylinteri vaikuttaa, kuviossa 6 on graafinen esitys liikkeen siirrosta hydraulisesta servosylinteristä kuviossa 5 esitettyyn pyörivään akseliin.

Piirustuksien kuviossa 1 osoittaa viiteluku 1 35 robottimanipulaattorin jalustaa, joka on laakeroitu pyö- 4 73616 rivästi alustaan 2 ja sitä voidaan pyörittää ensimmäisen hydraulisen servosylinterin 3 avulla, joka on sijoitettu jalustaan 1 siten,eitä servosylinteri 3 vaikuttaa ensimmäisen nivelen 4 välityksellä ensimmäiseen kammenvarteen 5, 5 joka on kiinnitetty jalustaan 1 kiinteään akseliin 6.

Manipulaattiovarren takaosan 7 toinen pää on laakeroitu pyörivästi jalustaan 1, kun taas manipulaattiovarren takaosan 7 toinen pää on laakeroitu pyörivästi väliosan 8 toiseen päähän, jonka väliosan toinen pää on laakeroitu yleis-10 nivelellä 9 (kts. kuviota 3) manipulaatiovarren etuosaan 10. Manipulaatiovarren 7, 8, 10 etuosa 10 ohjaa pyörivää työ-kalunpidintä 11.

Manipulaattorivarren 7, 8, 10 takaosaa 7 voidaan pyörittää jalustan 1 suhteen toisen hydraulisen servosy-15 linterin 12 avulla, joka on sijoitettu jalustaan 1 siten, että servosylinteri 12 vaikuttaa toisen nivelen 13 välityksellä toiseen kammenvarteen 14, joka on kiinnitetty takaosan 7 pyörimisakseliin 15.

Manipulaattiovarren 7, 8, 10 väliosaa 8 voidaan 20 pyörittää takaosan 7 suhteen kolmannen hydraulisen servo -sylinterin 16 avulla, joka on sijoitettu jalustaan 1 siten, että servosylinteri 16 vaikuttaa kolmannen nivelen 17 välityksellä kolmanteen kammenvarteen 18 siihen kiinnite-tetyllä ulkonemalla 19 siten,että kolmas kammenvarsi 18 25 on yhdistetty pyörivästi rinnakkaissauvan 20 toiseen päähän, jonka sauvan toinen pää on yhdistetty pyörivästi manipulaattorivarren 7, 8, 10 väliosaan 8.

Kolmen samanlaisen voimansiirtomekanismin avulla voidaan kolmella jalustaan 1 sijoitetulla hydraulisella 30 servosylinterillä pyörittää manipulaattiovarren 7, 8, 10 etuosa 10 ulospäin tiettyyn kulmaan kaikissa mahdollisissa suunnissa väliosan 8 suhteen ja työkalunpidintä 11 voidaan pyörittää pituusakselinsa ympäri.

Selvyyden vuoksi on piirustuksessa esitetty vain 35 yksi edellä mainituista kolmesta samanlaisesta voimansiir-tomekanismista siihen kuuluvine hydraulisine servosylin-

II

5 73616 teri on merkitty viiteluvulla 21 ja sitä nimitetään jäljempänä neljänneksi hydrauliseksi servosylinteriksi.

Etuosan 10 liikkeet aikaansaa kaksi pitkittäin siirrettävää ohjaussauvaa, jotka on sijoitettu manipulaa-5 tiovarren 7, 8, 10 keskiosaan 8, ja joista vain toinen, viiteluvulla 22 merkitty, on esitetty kuviossa 1 selvyyden vuoksi. Toinen mainituista kahdesta ohjaussauvasta on esitetty kuvioissa 3 ja 4 ja on merkitty viiteluvulla 23.

Työkalunpitimen 11 pyöriminen pituusakselinsa ympä-10 ri aikaansaadaan pitkittäin siirrettävien ohjaussauvoihin vaikuttavan laitteen avulla, jo>a toimii samalla periaatteella kuin pumppuruuvitaltta. Myös viimeksi mainittu ohjaussauva, joka on esitetty kuvioissa 3 ja 4, on osoitettu viiteluvulla 24 ja on sijoitettu manipulaatiovarren 15 7, 8, 10 keskiosaan 8, mutta sitä ei ole esitetty kuvios sa 1 selvyyden vuoksi.

Pituussuunnassa siirrettävää ohjaussauvaa 22 voidaan siirtää neljännen hydraulisen servosyIinterin 21 ja voimansiirtomekanismin avulla, joka on suurin piirtein 20 kuvattu tässä jäljempänä.

Servosylinterin 21 männävarsi on yhdistetty - ohjaimella, jota selostetaan jäljempänä lähemmin - pyörivästi neljännen nivelen 25 toiseen päähän, nivelen, jonka toinen pää on yhdistetty pyörivästi vaijerinkiinnityskiekon 25 27 ulkonemaan 26, joka kiekko on tuettu pyörivästi jalus taa 1 ja joka muuten toimii kuten kammenvarsi. Vaijerin-kiinnityskiekkoon 27 on kiinnitetty ensimmäinen vaijeri 28, joka on johdettu vaijerinkiinnityskiekon 17 etusivun ympäri ja jalustaan 1 pyörivästi laakeroidun ensimmäisen 30 vaijerinohjauspyörän 29 takasivun kautta ja manipulaatio-varren 7, 8, 10 takaosaan 7 pyörivästi laakeroidun toisen vaijerinohjauspyörän 30 yli suoraan taka- ja väliosan 8 pyörivän liitoksen ali ja on kiinnitetty kiskon 31 takapäähän. Kiskon etupää on laakeroitu pyörivästi vipuvar-35 teen 32, joka on laakeroitu pyörivästi manipulaatiovarren 7, 8, 10 keskiosaan 8. Myös pitkittäinsiirrettävän 7361 6 ohjaussauvan 22 takapää on laakeroitu pyörivästi vipuvarteen 32.

Vaijerinkiinnityskiekkoon 27 on kiinnitetty toinen ja kolmas vaijeri 33 ja 34, jotka on johdettu vaije-5 rinkiinnityskiekon 27 takasivun ympäri, siis pitkin vaijerin 28 vastakkaista sivua ja jotka kolmannen pyörivän vaijerinohjauspyörän 35 etusivun välityksellä on laakeroitu jalustaan 1 ja on johdettu toisen vaijerinohjauspyörän 30 yli ja kiinnitetty kiskon 31 etupäähän. Molemmat vai-10 jerit 33 ja 34 kulkevat siis koko matkan rinnakkain. Ensimmäisen vaijerin 28 kulku tapahtuu koko matkan tasossa, joka on kohtisuorassa vaijerinkiinnityskiekon 27 ja vaijerinohjauspyörien 29, 30, 35 pyörimiskaseleita vastaan ja yhdensuuntaisten vaijerien 33 ja 34 keskivälissä.

15 Kun ensimmäinen vaijeri 28 menee ristiin toisen ja kolmannen vaijerin 33 ja 34 keskivälissä toisen vaijerinohjauspyörän 30 huipulla, ei kiskoon 31 synny vinoa vaijerin vetoa. Kisko 31 on muuten varustettu piirustuksessa esittämättä jätetyllä vaijereiden 28, 33 ja 34 kiristvsruuveilla. 20 Edellä kuvattu voimansiirtomekanismi jalustassa 1 olevasta neljännestä hydraulisesta servosylinteristä 21 manipulaatiovarren 7, 8, 10 väliosassa 8 olevaan pitkittäin siirrettävään ohjaussauvaan 22 on suunniteltu sillä tar -valla,että manipulaatiovarren 7, 8, 10 takaosaa 7 voidaan 25 pyörittää jalustan 1 suhteen ja väliosaa 8 voidaan pyörittää takaosan 7 suhteen vaijerien 28, 33 ja 34 vaikuttamatta niin,että ohjaussauva 22 siirtyisi pitkittäin väliosassa 8. Tämä on keksinnön mukaan aikaansaatu siten,että ensimmäinen ja kolmas vaijerinohjauspyörä 29, 35 on tuettu jalus-30 taan 1 saman tai lähes saman välimatkan päähän vastaavasta vaijerinkiinnityspyörän 27 tuennasta jalustaan 1 ja siten, että takaosa 7 on tuettu jalustaan 1 niin, että takaosan 7 pyörimisakseli on etupäässä lähellä ensimmäisen ja kolmannen vaijerinohjauspyörän yhteistä keskiviivaa, esimerkiksi 35 1/36 vaijerinojauspyörän 29, 35 halkaisijan verran alempana ja niin, että takaosan 7 pyörimisakseli on yhtä kaukana ensimmäisen ja toisen vaijerinohjauspyörän 29, 35 pyörimis- 7 73616 akseleista samalla, kun ensimmäisen ja kolmannen vaijerin-ohjauspyörän 29, 35 halkaisija on valittu niin, että se kelaa niin paljon vaijeria 28 tai 33, 34 vaijerinohjauspyö-rälle 29 tai 35 kuin vaijerinohjauspyörän 29 tai 34 ja 5 toisen vaijerincäljayspyörän 30 välinen keskiöiden välimatka lyhenee takaosan 7 liikkeen johdosta, jotta vaijerin kireys pidettäisiin vakiona ja että vaijerinohjauspyö-rältä 35 tai 29 kelataan niin paljon vaijeria 33, 34 tai 28 kuin vaijerinohjauspyörän 35 tai 29 ja toisen vaijerin-10 ohjauspyörän 30 välinen keskiöiden etäisyys pätenee takaosan 7 liikkeen johdosta, jotta vaijerin kireys pidettäisiin vakiona, mistä tuloksena on se,että toinen vaijerin-ohjauspyörä 30 ei pyöri ja kisko 31 ei siirry pitkittäin takaosan 7 liikkeiden johdosta jalustan 1 suhteen. Toi-15 nen vaijerinohjauspyörä 30 on lisäksi tuettu takaosaan 7 välimatkan päähän takaosan 7 ja Yläosan 8 välisestä pyörimisakselista, joka välimatka on sama tai lähes sama kuin toisen vaijerinohjauspyörän 30 säde ja suoraan linjaan mainitun pyörimisakselin ja takaosan 7 jalustassa 1 20 olevan pyörimisakselin väliin, samalla kun toisen vaijerinohjauspyörän 30 halkaisija on valittu niin ja vipuvarren 32 pyörimisakseli on sijoitettu takaosan 7 ja välio-san 8 välisen pyörimisakselin suhteen niin, että väliosan 8 liikkuessa takaosan 7 suhteen kelautuu niin paljon vai-25 jeria 28, 33_, 34 toiselle vai jerinoh jauspyörälle 30 tai siltä pois, että vaijerin kireys pysyy vakiona, kun toisen vaijerinohjauspyörän 30 pyörimisakselin ja vipuvarren 32 ja kiskon 31 välisen liitospisteen välimatka muuttuu väliosan 8 liikkeen johdosta takaosan 7 suhteen, mikä 30 aiheuttaa sen, ettei kisko 31 siirry pitkittäin väliosan 8 liikkeiden johdosta takaosan 7 suhteen.

On osoittautunut tarkoituksenmukaiseksi,että ensimmäisen ja kolmannen vaijerinohjauspyörän 29, 35 halkaisija on 4/5 toisen vaijerinohjauspyörän 30 halkaisijasta ja 35 että takaosan 7 jalustassa 1 olevan pyörimisakselin ja 3 73616 toisen vaijerinohjauspyörän 30 pyörimisakselin välimatka on ainakin niin suuri kuin viisi kertaa toisen vaijerinoh jauspyörän 30 halkaisija. Vaijerinkiinnityspyörä 27 voi olla niin suuri, etteivät vaijerit 28 tai 33 , 34 menetä 5 koskaan kosketusta ensimmäiseen tai kolmanteen vaijerinoh jauspyörään 29 tai 35, kun manipulaatiovarren 7, 8, 10 takaosa 7 liikkuu jalustan 1 suhteen halutulla liikealueel-la.

Nyt selitetään lähemmin piirustusten kuvioihin 3 ja 10 4 viittaamalla tapaa, millä robottimanipulaattorin mani pulaatiovarren 7, 8, 10 etuosa 10 ja sen työkalupidin 11 on yhdistetty ja miten sitä liikutetaan kolmella pitkittäin siirrettävällä ohjaussauvalla 22, 23 ja 24, jotka on tuettu manipulaatiovarren 7, 8, 10 väliosaan 8.

15 Manipulaatiovarren 7, 8, 10 etuosa 10 on tuettu yleisnivelliitoksen 9 avulla takana olevaan väliosaan 8 pyörivästi tuetulla akselilla 36, jonka etuosa on muodostettu yleisnivelen 9 osaksi, joka on järjestetty niin, että sitä voidaan pyörittää väliosan 8 suhteen piirustuksien 20 kuvioihin 3 ja 4 merkittyjen akseleiden A-B ja B-B ympäri.

Tvökalunpidin 11 on yhdistetty yleisnivelellä 9 pyörivään akseliin 36. Akselin 36 vapaaseen päähän on ruuvattu kiinni ruuvi 37, jonka vapaaseen päähän on varattu niin sanottu kuulamutteri 38 (ei itselukitseva), joka 25 on kiinitetty pitkittäin siirrettävän ohjaussauvan 24 vapaaseen päähän. Kun ohjaussauvaa 24 ja sen mukana kuula-mutteria 38 siirretään pitkittäin siten, että jalustassa 1 oleva, siihen kuuluva hydraulinen servosylinteri käynnistetään, pyörii ruuvi 37 samalla periaatteella kuin pumppu-30 ruuvitaltan kara, jolloin työkalunpidin 11 pyörii vastaavasti .

Manipulaatiovarren 7, 8, 10 etuosaan 10 on muodos -tetty poikittain laakeripesä 39, johon on laakeroitu pyörivästi akselitappi 40. Akselitappia 49 ei voida siirtää 35 pitkittäin laakeripesässä 39. Pitkittäin siirrettävien ohjaussauvojen 22 ja 23 vapaat päät on laakeroitu pyöri- ti 7361 6 västi kukin omaan akselitapin 40 päähänsä.

Nämä kaksi pyörivää akselitapin 40 ja ohjaussauvojen 22 ja 23 välistä liitosta muodostavat kaksi pistettä manipulaatiovarren 7, 8, 10 etuosan 10 ja takana olevan 5 väliosan 8 välisestä kolmipisteliitoksesta. Kolmipistelii-toksen kolmannen pisteen muodostaa yleisnivel 9.

Kun manipulaatiovarren 7, 8, 10 etuosaa 10 on pyöritettävä manipulaatiovarren 7, 8, 10 takana olevan väliosan 8 suhteen akselin B-B ympäri, siirretään ohjaussauvoja 10 22 ja 23 vastaavasti. Kun manipulaatiovarren 7, 8, 10 etuosaa 10 on pyöritettävä manipulaatiovarren 7, 8, 10 takana olevan väliosan 8 suhteen akselin A-A ympäri, siirretään ohjaussauvoja 22 ja 23 toistensa suhteen. On ilman muuta selviö, että manipulaatiovarren 7, 8, 10 etu-15 osa 10 voidaan asettaa tiettyyn kulmaan kaikissa mahdollisissa suunnissa manipulaatiovarren 7, 8, 10 takana olevan väliosan 8 suhteen ohjaussauvojen 22 ja 23 erilaisilla siirroilla .

Ohjaussauvojen 22 ja 23 itsestään kiertymisen estämi-20 seksi toistensa suhteen .ohjaussauvojen 22 ja 23 siirron aikana, on ohjaussauvojen 22 ja 23 ja akselitapin 40 liitoksien läheisyyteen järjestetty poikkikappale 41, jonka toinen pää on yhdistetty pyörivästi ohjaussauvaan 22 ja toinen pää on yhdistetty pyörivästi ohjaussauvaan 23.

25 Poikkikappaleeseen 41 on keskelle muodostettu ohjaussauvojen 22 ja 23 pituussuuntainen ura 42. Uraan 42 on järjestetty liukuvasti tapin 43 vapaa pää, tapin, joka on kiinteästi yhdistetty manipulaatiovarren 7, 8, 10 väliosan 8 sillä tavalla, että tapin 43 keskiviivan 44 jatke menee 30 akselin 36 keskiviivan 45 läpi.

Edellä olevasta ilmenee, että keksinnön mukaan kaikki robottimanipulaattorin hydrauliset servosylinte-rit on sijoitettu robottimanipulaattorin jalustaan 1 ja että kaikkien hydraulisten servosylinterien lineaari-35 nen liike muunnetaan pyörimisliikkeeksi kampilaitteen avulla. Jotta robottimanipulaattorien servojärjestelmät 10 7361 6 olisivat hyviä, on tärkeää, että niiden paikoitusjärjestel-mt ovat läheisesti sidottu hydraulisiin servosylintereihin ja että servomekanismeissa on samanlainen paikoitusjärjestelmän hajonta koko työkalupitimen 11 liikkumisalueella.

5 Tämä on keksinnön mukaan saavutettu kaikilla robottimani-pulaattorin servojärjestelmillä järjestelyssä, joka on selitetty tässä jäljempänä kuvioihin 5 ja 6 viittaamalla. Kuviossa 5 osoittaa viiteluku 46 mitä tahansa robottimani-pulaattorin hydraulista servosylinteriä. Servosylinteri 10 46 on kiinteästi asennettu robottimanipulaattorin jalustaan 1, jota ei ole esitetty kuviossa 5. Servosylinterin 46 männänvarsi 47 on jäykästi yhdistetty servosylinterin 46 mäntään 48, johon on muodostettu tiivistysurat 49 (paineen jakourat). Servosylinterin 46 männänvarren 47 toinen 15 pää on yhdistetty jäykästi ohjaimeen 50, joka on järjestetty liukumaan vierintäkitkalle 51 kiinteässä johteessa 52. Ohjaimeen 50 on pyörivästä laakeroitu nivelen 53 toinen pää, jonka nivelen toinen pää on laakeroitu pyörivästi kammenvarren 54 päähän, kammenvarren, joka on kiinteästi 20 yhdistetty robottimanipulaattorin jalustaan 1 järjestettyyn pyörivään akseliin 55. Servosylinterin 46 paikoitusjärjestelmä, jota ei ole esitetty piirustuksessa, on yhdistetty teräsjänteellä 56 ohjaimen 50 ulkonemaan 57.

Kun kammenvarren 54 pituus on a ja nivelen 53 pi-25 tuus on b ja akselin 55 pyörimisakselin ja männänvarren 47 keskiviivan välimatka c, suhtautuvat ne toisiinsa kuin a: 1,80a : 1,33a ja kun ohjaimen 50 ollessa ääriasennossaan siinä olevan nivelen 53 pyörimisakselin ja männänvarren 47 keskiviivan ja sitä vastaan kohtisuoraan, akselin 55 30 pyörimisakselin läpi kulkevan keskiviivan leikkauspisteen välinen välimatka d on 0,39a ja kun servosylinterin 46 iskunpituus e on 1,56a, saavutetaan se, että akselin 55 kulmakiertymän ja servosylinterin 46 männän 48 vastaavan paikan muutoksen välinen suhde on likimain vakio servosylin-35 terin 46 koko työalueella.

7 361 6

Edellä selitetty likimain lineaarinen liikkeen siirto servosylinteristä 46 pyörivään akseliin 55 on esitetty graafisesti kuviossa 6, jossa tietty koordinaattijärjestelmä ilmoittaa kulman V ohjaimen 50 välimatkan funktiona 5 kohtisuorasta akselin 55 keskiviivasta, kun servosylinte- rin 46 iskunpituus e on asetettu 200 millimetriksi. Abskis-salla on merkitty todelliset mitat d ja e.

Keksinnön mukaan on männänvarren 47 ja männän-varren tiivisteen 59 välinen kitka pienennetty kaikissa 10 robottimanipulaattorin hydraulisessa servosylintereissä 46 minimiin erikoisella laitteella, jolloin männänvarren 47 halkaisija on pienennetty tavalliseen tapaan vapaasti tuetun männänvarren nurjahdusrajän alapuolelle. Laite on esitetty kuviossa 5 ja sitä selitetään lähemmin jäljempänä.

15 Edellä on selitetty, että männänvarsi 47 on jäykästi yhdistetty servosylinterin 46 mäntään 48 ja että männänvarren 47 toinen pää on yhdistetty jäykästi ohjaimeen 50, joka on järjestetty liukumaan vierintäkitkalle 51 kiinteässä johteessa 52. Servosylinteri 46 on varustettu männänvarren 20 puoleisella päätekappaleella 58, johon männänvarren tiivisteen 59 lisäksi on asennettu vierintäholkki 60, jonka läpi männänvarsi 47 on johdettu. Vierintäholkki 60 on niin pitkä, että se on männänvarren 47 osa, joka kulloinkin on vierintäholkin 60 sisällä, toimii kuten olisi jäykästi 25 kiinnitetty. Kun männänvarsi 47 on keksinnön mukaan kiinteästi kiinnitetty molemmista päistään, on ollut mahdollista pienentää männänvarren halkaisijaa hyvin merkittävästi verrattuna siihen männänvarren halkaisijaan, joka olisi ollut tarpeen, jos nurjahdusolosuhteet olisi ollut otettava 30 huomioon, jos männänvarsi 47 olisi ollut tavalliseen tapaan tuettu molemmista päistään. Tällä tavalla on ollut mahdollista pienennetään männänvarren halkaisija 20 millimetristä 8 millimetriin. Tämä merkitsee sitä, että männänvarren ym-pätys on pienentynyt 62,8 millimetristä 25,1 millimetriin.

35 Koska männänvarren ja tiivisteen välinen kitka on verrannollinen tiivisteen pintapaineeseen pienenee kitka vastaavasti.

Claims (11)

7361 6

1. Sellaisen robottimanipulaattorin laite, jossa on moninivelinen manipulaatiovarsi (7, 8, 10), joka on 5 pyörivästi tuettu kääntyvään jalustaan (1) ja jossa mani-pulaatiovarren (7, 8, 10) etuosa (10) on yhdistetty kol-mipisteliitoksella pyörivästi takana olevaan manipulaatio-varren (7, 8, 10) osaan 8 siten, että manipulaatiovarren (7, 8, 10) etuosa (10) voidaan pyörittää ulospäin tiet-10 tyyn kulmaan kaikkiin mahdollisiin suuntiin manipulaatio-varren (7, 8, 10) etuosan (8) suhteen kahden pitkittäin siirrettävän pääasiassa yhdensuuntaisen sauvan (22, 23) avulla, joiden toinen pää on kiinnitetty pyörivästi manipulaatiovarren (7, 8, 10) etuosaan (10) ja jotka päät 15 muodostavat kaksi pistettä mainitussa kolmipisteliitokses-sa, samalla kun kolmannen pisteen muodostaa yleisnivel-liitos (9) ja jossa manipulaatiovartta (7, 8, 10), jossa on työkalunpidin (11),ohjaa järjestelmä, jossa on hydrauliset servosylinterit (46) , tunnettu siitä, että 20 kaikki servosylinterit (46) on sijoitettu robottimanipulaattorin jalustaan (1) ja että työkalunpitimen (11) ja vastaavasti manipulaatiovarren (7, 8, 10) kunkin osan ja siihen kuuluvan servosylinterin (46), mahdollisesti ser-vosylinterien (46) välille on järjestetty mekaaninen 25 voimansiirronvälittäjä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että manipulaatiovarren (7, 8, 10) etuosaan (10) on muodostettu poikittain asetettu laakeripesä (39) , johon akselitappi (40) on laakeroitu pyörivästi, 30 mutta ei paikaltaan siirrettävästi ja jossa akselitapin (40) kumpaankin päähän on laakeroitu pyörivästi ohjaussauvan (22 tai 23) toinen pää, joka on laakeroitu pitkittäin siirrettävästi manipulaatiovarren (7, 8, 10) taaempana olevaan osaan (8).

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen laite, tunnettu siitä, että ohjaussauvojen (22, 23) II 13 7361 6 akselitappiin (40) liitosten läheisyyteen on järjestetty poikkikappale (41), joka on yhdistetty pyörivästi kumpaankin ohjaussauvaan (22, 23) ja johon on muodostettu ura (42) ohjaussauvojen (22, 23) pituussuuntaan ja jossa 5 uraan (42) on liukuvasti varattu tapin (43) vapaa pää, tapin, joka on yhdistetty kiinteästi manipulaatiovarren (7, 8, 10) väliosaan (8) sillä tavalla, että tapin (43) keskiviivan (44) jatke menee yleisniveleen (9) yhdistetyn ja väliosaan (81) tuetun akselin (36) keskiviivan (45) 10 kautta.

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen laite, tunnettu siitä, että servosylinterin (46) lineaarinen liike muunnetaan likimain siihen verrannolliseksi pyörimisliikkeeksi koko servosylinterin (46) työ- 15 alueella kammenvarren (54) avulla, jonka toinen pää on yhdistetty kiinteästi pyörimisakseliin (55) ja toinen pää on yhdistetty pyörivästi nivelen (53) toiseen päähän, jonka nivelen toinen pää on yhdistetty ohjaimeen (50), joka liikkuu kiinteässä johteessa (52) ja joka on yhdis-20 tetty servosylinterin (46) männänvarteen (47).

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen laite, tunnettu siitä, että kammenvarren (54) pituus (a) ja nivelen (53) pituus (b) sekä akselin (55) pyörimisakselin ja männänvarren (47) keskiviivan välinen 25 etäisyys (c) suhtautuvat toisiinsa kuten a :1,80a:133a ja kun ohjaimen (50) ollessa ääriasennossa ohjaimessa (50) olevan nivelen (53) pyörimisakselin ja männänvarren (47) keskiviivan ja sitä vastaan kohtisuoran, akselin (55) pyörimisakselin kautta kulkevan keskiviivan leikkauspis-30 teen etäisyys (d) on 0,39a, sekä kun servosylinterin (46) iskunpituus (e) on 1,56a, aikaansaadaan se, että servo-sylinterin lineaarinen männän liike muuttuu akselin (55) pyörimisliikkeeksi siten, että akselin (55) pyörähdys-kulman ja vastaava servosylinterin (46) männän (48) pai-35 kanmuutoksen suhde on likimain vakio servosylinterin (46) koko työalueella. 14 7361 6

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen laite, tunnettu siitä, että manipulaatiovarren (7, 8, 10) väliosassa (8) olevan kunkin kahden pitkittäin siirrettävän ohjaussauvan (22, 23) takapää sekä 5 mainittujen ohjaussauvojen (22, 23) kanssa pääasiassa yhdensuuntaisena kulkevan pitkittäin siirrettävän, kuu-lamutterilaitteen (38) ja yleisnivelen (9) avulla työka-lunpidintä (11) pituusakselinsa ympäri pyörittämään sovitetun ohjaussauvan (24) takapää on laakeroitu kukin pyö-10 rivästi vipuvarteensa (32), joka on laakeroitu pyöriväs-ti väliosaan (8) ja että kukin vipuvarsi (32) on pyöri-västi yhdistetty pitkittäin siirrettävään kiskoon (31) ja sovitettu pyöritettäväksi tämän avulla, jonka kiskon takapää tai etupää on kiinnitetty ensimmäiseen vaijeriin 15 (28) tai toiseen ja kolmanteen vaijeriin (33, 34), jotka on johdettu taaksepäin tai eteenpäin toisen pyörivän vai-jerinohjauspyörän (30) yli, joka on laakeroitu takaosaan (7) niin kauas sen pyörivän, väliosan (8) kanssa olevan liitoksen alle, että etäisyys vastaa suunnilleen toisen 20 vaijerinohjauspyörän (30) sädettä, samalla kun ensimmäi nen vaijeri (28) on johdettu edelleen jalustan (1) takasivulle pyörivästi laakeroidun ensimmäisen vaijerinoh-jauspyörän (29) ja jalustan (1) etusivulle pyörivästi laakeroidun vaijerinkiinnityspyörän (27) ympäri, johon 25 ensimmäinen vaijeri (28) on kiinnitetty, samalla kun toinen ja kolmas vaijeri (33, 34) on johdettu edelleen jalustan (1) etusivulle pyörivästi laakeroidun kolmannen vaijerinohjauspyörän (35) ja vaijerinkiinnityspyörän (27) ympäri, johon toinen ja kolmas vaijeri (33, 34) on kiin-30 nitetty, jolloin kukin robottimanipulaattorin manipulaatiovarren (7, 8, 10) kolmesta vaijerinkiinnityspyörästä (27) on järjestetty lisäksi niin, että se on pyöritettävissä yhden jalustaan (1) asennetun servosylinterin (21) avulla.

7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen laite, tunnettu siitä, että pyörimisliike siirre- 15 7361 6 tään vaijerin (28, 33, 34) teräsnauhojen ketjujen tai niiden kaltaisten avulla jalustaan (1) tuetusta vaijerin-kiinnityspyörästä (27) jalustaan (1) tuetun ensimmäisen ja kolmannen vaijerinohjauspyörän (29, 35) ja manipulaa-5 tiovarren (7, 8, 10) takaosan (7) yläpäähän tuetun toisen vaijerinohjauspyörän (30) kautta kiskon (31) lineaariseksi liikkeeksi siten, että takaosan (7) liikkeet jalustan (1) suhteen eivät vaikuta siirtoon, kun ensimmäinen ja kolmas vaijerinohjauspyörä (29, 35) on tuettu ja-10 lustaan (1) samalle tai lähes samalle etäisyydelle vastaavasta vaijerinkiinnityspyörän (27) tuennasta jalustaan (1) ja takaosa (7) on tuettu jalustaan siten, että takaosan (7) pyörimisakseli on etupäässä lähellä ensimmäisen ja kolmannen vaijerinohjauspyörän (29, 35) yhteistä kes-15 kiviivaa, esimerkiksi vaijerinohjauspyörän (29, 35) halkaisijan 1/36 päässä alapuolella ja siten, että takaosan (7) pyörimisakseli on yhtä kaukana ensimmäisen ja kolmannen vaijerinohjauspyörän (29, 35) pyörimisakseleista, samalla kun ensimmäisen ja kolmannen vaijerinohjauspyörän 20 (29, 35) halkaisija on valittu niin, että vaijerinohjaus- pyörälle (29 tai 35) kelautuu niin paljon vaijeria (28 tai 33, 34) kuin vaijerinohjauspyörän (29 tai 35) ja toisen vaijerinohjauspyörän (30) välinen keskiöetäisyys lyhenee takaosan (7) liikkeen johdosta, että vaijerin ki-25 reys pysyy vakiona ja että vaijerinohjauspyörältä (35 tai 29) kelautuu, kun vaijerinohjauspyörän (35 tai 29) ja toisen vaijerinohjauspyörän (30) välinen keskiöetäisyys pidentyy takaosan (7) liikkeen johdosta, niin paljon vaijeria (33, 34 tai 28) pois, että vaijerin kireys py-30 syy vakiona, mikä yhdessä aiheuttaa sen, ettei toinen vaijerinohjauspyörä (30) pyöri ja ettei kisko (31) siirry pitkittäin takaosan (7) liikkeiden johdosta jalustan (1) suhteen.

8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen 35 laite, tunnettu siitä, että ensimmäisen ja kolmannen vaijerinohjauspyörän (29, 35) halkaisija on 4/5 16 7361 6 toisen vaijerinohjauspyörän (30) halkaisijasta ja että jalustassa (1) olevan takaosan (7) pyörimisakselin ja toisen vaijerinohjauspyörän (30) pyörimisakselin välinen etäisyys on ainakin viisi kertaa toisen vaijerinohjaus-5 pyörän (30) halkaisija, samalla kun vaijerinkiinnitys-pyörä (27) on niin suuri, etteivät vaijerit (28 tai 33, 34. koskaan menetä kosketusta ensimmäiseen tai kolmanteen vaijerinohjauspyörään (29 tai 35), kun manipulaatio-varren (7, 8, 10) takaosaa (7) liikutetaan jalustan (1) 10 suhteen halutun liikealueen sisällä.

9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen laite, tunnettu siitä, että pyörimisliike siirretään vaijerien (28, 33, 34), teräsnauhojen, ketjujen tai vastaavien avulla jalustaan (1) tuetusta vaijerinkiinni-15 tyspyörästä (27) jalustaan (1) tuetun ensimmäisen ja kolmannen vaijerinohjauspyörän (39, 35) ja manipulaatiovar-ren (7, 8, 10) takaosan (7) yläpäähän tuetun toisen vai-jerinohjauspyörän (30) kautta kiskon (31) lineaariseksi liikkeeksi sillä tavalla, etteivät väliosan (8) liikkeet 20 takaosan (7) suhteen vaikuta siirtoon, jolloin toinen vaijerinohjauspyörä (30) on tuettu takaosaan (7) välimatkan päähän takaosan (7) ja väliosan (8) välisestä pyörimisakselista, joka välimatka on sama tai lähes sama kuin toisen vaijerinohjauspyörän (30) säde ja on etupäässä 25 mainitun pyörimisakselin ja jalustassa (1) olevan takaosan (7) pyörimisakselin välisessä suorassa linjassa, samalla kun toisen vaijerinohjauspyörän (30) halkaisija on valittu siten, ja vipuvarren (32) pyörimisakseli on si-joitetu takaosan (7) ja väliosan (8) välisen pyörimisak-30 selin suhteen siten, että väliosan (8) liikkuessa takaosan (7) suhteen kelautuu niin paljon vaijeria (28, 33, 34. vastaavasti pois toiselta vaijerinohjauspyörältä (30), että vaijerin kireys pysyy vakiona, kun toisen vaijerin-ohjauspyörän (30) pyörimisakselin ja vipuvarren (32) ja 35 kiskon (31) liitospisteen välinen välimatka muuttuu seurauksena väliosan (8) liikkeestä takaosan (7) suhteen, ti 17 7361 6 minkä johdosta kisko (31) ei siirry pitkittäin seurauksena väliosan (8) liikkeestä takaosan (7) suhteen.

10. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen laite, tunnettu siitä, että robottimanipulaatto- 5 rin kaikissa servosylintereissä (46) männänvarren (47) halkaisija on tavallisen vapaasti laakeroidun männänvarren nurjahdusrajän alapuolelle, jolloin männänvarren (47) toinen pää on jäykästi yhdistetty servosylinterin (46) mäntään (48) ja toinen pää on jäykästi yhdistetty ohjai-10 meen (50), joka on järjestetty liukumaan tai vierimään (51) kiinteässä johteessa (52), jolloin männänvarren (47) ja männänvarren tiivisteen (59) välinen kosketuspinta ja sen myötä kitka on pienentynyt minimiin.

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen laite, t u n -15 n e t t u siitä, että männänvarren (47) molempien päiden kiinteän kiinnityksen väliin on järjestetty rullaholkki (60), jonka läpi männänvarsi (47) on johdettu ja että rullaholkki (60) on niin pitkä, että se männänvarren (47) osa, joka jonakin hetkenä sijaitsee rullaholkin (60) si-20 sässä, toimii kuten se olisi kiinteästi yhdistetty. 18 7361 6